JP6556564B2 - 貯湯タンクユニット - Google Patents

Description

本発明は電気温水給湯システムやヒートポンプ式給湯システム等に使用される貯湯タンクユニットに関するものである。

電気温水給湯システムやヒートポンプ式給湯システムに使用される貯湯タンクユニットは、貯湯タンクに貯められている温水の温度を維持するため、貯湯タンクの周囲を断熱材で覆う必要がある。

そして、従来では貯湯タンク自体にグラスウールなどの面状の断熱材を巻き付けていた。貯湯タンクに断熱材を巻き付けるものでは、専用の設備機械が必要か、または大型の貯湯タンクでは断熱材を巻き付けるのに作業者一人では効率的に作業することができず、製造組立時の工数がかかりコスト高であるという問題があった。

そこで、断熱性の高い発泡ポリスチレンを必要形状に成形、或いは切り取って貯湯タンクの外周囲に配置、固定することが行われている。これによれば、製造組立時にはこの複数の成型断熱材を適切な位置にはめ込むように取り付けるだけで、貯湯タンクの外側に成型断熱材が密着して貯湯タンクの保温、断熱性が向上し、製造組立の工数がかからず効率的な作業を行うことができコストを低く抑えることができる。

しかしながら、発泡ポリスチレンの成形断熱材を使用するものでは、成形断熱材と成形断熱材の接合部の隙間から熱漏洩が発生する現象がある。また、成形断熱材で真空断熱材を貯湯タンクの外周壁や外装ケース（外箱）の内側壁に押し付ける場合では、柔軟性の低い真空断熱材と柔軟性の低い成形断熱材の間に空間が生じ、断熱性能を低下させる現象がある。

そこで、最近では、特開２０１５−３４６５４号公報(特許文献１)にあるように、貯湯タンクと外装ケースの間に液状ウレタンを注入し、液状ウレタンの流動、発泡を利用して、貯湯タンクと外装ケースの間にウレタンの発泡断熱材を充填することが行われるようになってきている。これによれば、成形断熱材の接合部が無いため熱漏洩を少なくでき、また真空断熱材との間に隙間が生じないので断熱性能の低下を抑制できる効果がある。

特開２０１５−３４６５４号公報

ところで、特許文献１に記載されたような液状ウレタンの注入方法は、一般的には貯湯タンクユニットの外装ケースの前板が上を向くように載置し、外装ケースの前板の４隅に配置された４点の注入口を介して液状ウレタンを注入するものである。このとき、液状ウレタンの発泡に基づく「合わせ目」(異なる位置に注入された液状ウレタンが発泡し、発泡進行面が互いに合流する部分)位置は、少なくとも４筋発生することになる。

このため、異なる注入口から注入された液状ウレタンが発泡、成長を開始し、この発泡したウレタンが合流する「合わせ目」には、ウレタン未充填部(以下、ボイドと称す)が発生しやすい。また、発泡進行面が互いに干渉しあうことで流動性が低下して局所的にウレタンの密度上昇を引き起こし、気泡の分布均一性が損なわれて熱伝導率が悪化する。したがって、上述したような「合わせ目」の発生個所を少なくし、更に、ウレタンのような発泡断熱材が備える気泡をできるだけ均一に分散、形成できる貯湯タンクユニットが求められている。

本発明の目的は、発泡断熱材料の発泡に基づく「合わせ目」の発生個所を少なくすると共に、発泡断熱材の気泡の分布均一性が高い新規な貯湯タンクユニットを提供することにある。

本発明の特徴は、貯湯タンクを収納した外箱の１つの面の中心線に対して、上下対称の位置、或いは左右対称の位置、或いは対角上で同じ位置に、２点の発泡断熱材料の注入口を設置し、この２点の注入口から液状の発泡断熱材料を注入する、ところにある。

本発明によれば、発泡断熱材料の発泡に基づく「合わせ目」の数が少なくなり、更に発泡断熱材の気泡の分布均一性が高くなるので、熱伝導率の悪化を抑制することができるようになる。

本発明が適用されるヒートポンプ式給湯装置を示す全体構成図である。 図１に示す貯湯タンクユニットの内部を示す斜視図である。 図１に示す貯湯タンクユニットをウレタン注入口側から見た平面図である。 図１に示す貯湯タンクユニットを貯湯タンクの底側から見た断面図である。 ウレタン注入時の液状ウレタンの流れを説明する説明図である。 ウレタン注入時の液状ウレタンの発泡状態を説明する説明図である。 図１に示す貯湯タンクユニットの横断面であり、発泡後の断面図である。 本発明の第２の実施形態を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

まず、本発明が適用される貯湯タンクユニット１Ａを備えたヒートポンプ式給湯装置の構成について図１乃至図４を用いて説明する。

図１に示すように、ヒートポンプ式給湯装置Ｋは、貯湯タンクユニット１Ａ、ヒートポンプユニット１０を含んで構成されている。貯湯タンクユニット１Ａは、貯湯タンク２、外箱３Ａ、内脚（脚部）４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、真空断熱材５、発泡断熱材６を含んで構成されている。貯湯タンク２の下部には、水道水が導入される給水管１１（配管）が接続されている。貯湯タンク２の下部の水は、ポンプ（不図示）によって入水管１２（配管）を介してヒートポンプユニット１０に導入される。ヒートポンプユニット１０で加熱された温水は、出湯管１３を介して貯湯タンク２の上部に導入される。貯湯タンク２は胴板２ａ、上部鏡板２ｂ、下部鏡板２ｃから構成されている。

このような貯湯タンク２内の温水の温度は、例えば、鉛直方向で下方から上方にいくにしたがって高くなる。すなわち、貯湯タンク２内の下部から上部にかけて、相対的に低温、中温、高温の温度分布となっている。例えば、貯湯タンク２内の上部で約９０℃、中間部で約５０℃となっている。

ヒートポンプユニット１０は、貯湯タンク２から取り出した水を沸き上げるものであり、例えば、冷媒（例えば、二酸化炭素）を圧縮して高温・高圧にする圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒と貯湯タンク２からの水とを熱交換することによって貯湯タンク２からの水を加熱する凝縮器と、凝縮器からの冷媒を減圧する減圧弁と、大気中の熱を吸熱して減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えて構成されている。尚、本実施形態では、加熱手段として、ヒートポンプユニット１０を例に挙げて説明したが、加熱手段として、電気ヒータやガスで加熱するものであっても良いものである。

貯湯タンク２の上部から取り出された湯は、給湯管１４を通り、給水管１１に分岐して接続された分岐給水管（不図示）からの水と、混合弁１６を介して混合された後、給湯管１７を介して給湯端末１８から出湯される。尚、本実施形態では、貯湯タンク２内部の湯を給湯端末１８に使用する場合を例に挙げて説明したが、貯湯タンク２の湯を給湯端末の湯として使用せずに給水された水を熱交換（加熱）するための熱媒体として使用するタイプの貯湯タンクユニット（直圧給湯式）に適用するものであっても良いものである。

外装ケースを構成する外箱３Ａは、貯湯タンク２を収容する空間を有し、前方（正面側）に配管カバー３ｓが取り付けられている。配管カバー３ｓは、ヒートポンプユニット１０から貯湯タンク２に向かう出湯管１３、分岐給水管（不図示）、浴槽戻り管１５、混合弁１６、給湯管１７などを収容する空間を有している。更に外箱３Ａは前板３ａ、側板３ｂ、後板３ｃ、天板３ｄ、底板３ｅを備えている。

図２は、第１実施形態に係る貯湯タンクユニット１Ａの内部を示す斜視図である。尚、図２は、外箱３Ａの前面側を切り欠いた状態を示し、また各種配管の図示を省略している。図２に示すように、貯湯タンク２は、例えば、ステンレス鋼などの材料によって、円筒形状の胴板２ａ、胴板２ａの上部開口を覆う略半球状の上部鏡板２ｂ、胴板２ａの下部開口を覆う略半球状の下部鏡板２ｃ、の３部材を溶接することで構成されている。

また、貯湯タンク２は、３本の内脚４Ａ、４Ｂ、４Ｃを介して外箱３Ａの底板３ｅに支持されている。各内脚４Ａ、４Ｂ、４Ｃの下端は、ボルトなどで外箱３Ａの底板３ｅに固定されている。尚、内脚４の本数は、３本に限定されるものではなく、４本以上であっても良い。

また、貯湯タンク２の外面（前面）には、上下方向に間隔を置いて温度センサＴ１、Ｔ２（サーミスタ）が設けられている。上側の温度センサＴ１は、貯湯タンク２の上部の温度である沸き上げ温度を検出するものである。下側の温度センサＴ２は、貯湯タンク２の中間部の中温水の温度を検出するものである。なお、温度センサＴ１、Ｔ２の個数は、本実施形態に限定されるものではなく、貯湯タンク２の上部だけではなく、貯湯タンク２の上部から下部にかけて３個以上の温度センサが設けられる構成であってもよい。

外箱３Ａは、貯湯タンク２を収容する鋼板製のものであり、貯湯タンク２の前方に位置する前板３ａ（図１参照）、側方に位置する側板３ｂ、３ｂ、後方に位置する後板（背板）３ｃ（図１参照）、上方に位置する上板（天板）３ｄおよび下方（底側）に位置する底板３ｅによって縦長の四角箱状に構成されている。

配管カバー３ｓは、外箱３Ａの前方に設けられ、外箱３Ａの前板３ａ（図１参照）の上端から下端までの全体を覆う形状を有している。また、配管カバー３ｓの高さ及び幅（左右方向）は、外箱３Ａの高さおよび幅と同様に構成されている。これにより、外箱３Ａに配管カバー３ｓが取り付けられた状態では、外観視において縦長の直方体形状を呈するようになっている。

また、外箱３Ａの１つの面を構成する前板３ａの下部の一方の左側方端面には、発泡断熱材６を注入するための１個の注入口８が外箱３Ａの内部と連通するように前板３ａを貫通して形成されている。また、外箱３Ａの前板３ａの上部の一方の右側方端面にも、発泡断熱材６を注入するための１個の注入口９が外箱３Ａの内部と連通するように前板３ａを貫通して形成されている。

注入口８と注入口９は、図３に示しているように、前板３aの長手方向に沿った中心線Ｃ１に対して対角上に位置し、更に同じ位置に形成されている。注入口８、９は、発泡断熱材６を注入する際に必要な孔であり、貯湯タンクユニットの外箱３Ａの注入口を設置する面が上方を向くように載置した状態で発泡作業が行われる。注入口８、９は発泡断熱材料の注入・発泡後に図示しない内蓋（カバー）などで閉じられるものである。

ここで、本実施形態では、前板３ａの長手方向に沿った中心線Ｃ１に対して、対角上の同じ位置に２点の注入口８、９が配置されている、ところに特徴を有している。尚、中心線Ｃ１に対して対角上で同じ位置に２点の発泡断熱材料の注入口８、９を配置し、更に注入される発泡断熱材料が真空断熱材５や各種配管類に触れることなく後板３ｃまで送液される位置関係にあれば、前板３ａの表面上の任意の位置に注入口８、９を設けても問題ないものである。

発泡断熱材６は、発泡スチロールのような予め成形された断熱材（成形断熱材）ではなく、貯湯タンク２と外箱３Ａとの間の発泡断熱空間に液状の断熱材料を注入し、注入後に自身で発泡することで断熱材を構成するものである。この発泡断熱材６としては、例えば、硬質ポリウレタンフォームが用いられる。この硬質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分の２つのウレタン原液を、発泡剤、触媒、整泡剤の存在下で反応させることにより得られるものである。発泡剤としては、シクロペンタン、水、炭酸ガスなどがある。

尚、本実施形態では発泡断熱材６は、硬質ポリウレタンフォームに限定されるものではないが、一般的に硬質ポリウレタンフォームが主流となっている。したがって、以下では発泡断熱材、或いはウレタンと表記する場合もある。

内脚４Ａ〜４Ｃは、Ｌ字状に曲げ形成されたもの（いわゆるＬ型アングル）であり、下部鏡板２ｃの上方から底板３ｅに向けて貯湯タンク２の軸方向に沿って延在するように配置されている。また、内脚４は、脚受部４ａを有し、この脚受部４ａが貯湯タンク２の外面に溶接によって固定されている。この脚受部４ａは、Ｌ字状に曲げ形成されたものであり、内脚４の上部が挿入されるように構成されている。内脚４は、複数のボルトＢＴを介して脚受部４ａに固定されている。

また、各内脚４Ａ〜４Ｃは、１２０度間隔で貯湯タンク２の周囲に配置されており、一の内脚４Ａが貯湯タンク２の前端部（最も前方に位置する部分）に配置され、他の内脚４Ｂ、４Ｃが貯湯タンク２の左右斜め後方を向くように配置されている。

底板３ｅの下面には、各内脚４Ａ〜４Ｃに対応する位置に外脚７が固定されている。この外脚７は、アンカーボルト（不図示）などを介してコンクリートのような設置箇所に固定されている。

真空断熱材５は、シート状のものであり、貯湯タンク２の胴板２ａの周囲に巻かれている。また、真空断熱材５は、グラスウールなどのガラス繊維からなるコア材、このコア材を包む外包材などで被覆して、外包材の内部が真空引きされることで構成されている。外包材は、ガスバリア性を有するアルミニウム製のラミネートフィルムなどで構成されている。

また、真空断熱材５は、その周方向の長さが貯湯タンク２の全周の長さよりも短く形成され、貯湯タンク２と重ならない非重ね部５ａに温度センサＴ１、Ｔ２が位置するようにして貯湯タンク２に巻かれている。このようにするのは、温度センサＴ１、Ｔ２に不具合が生じたときに、温度センサＴ１、Ｔ２の交換を容易にするためである。更に、真空断熱材５は外箱３Ａの内側にも貼られている。

図３は、貯湯タンクユニットを注入口側から見た平面図、図４は、第１実施形態に係る貯湯タンクユニットを貯湯タンクの底側から見たときの断面図である。なお、図３及び図４は、発泡断熱材６（図１参照）を注入する前の状態を示している。

図３に示すように、貯湯タンク２の下部においては、注入口８側を通して外箱３Ａの後板３ｃを見たときに、内脚４Ａが幅方向の中央部に位置し、他の内脚４Ｂ、４Ｃが幅方向の略両端に位置している。また、給水管１１および入水管１２が、貯湯タンク２の中心側から外周側（図示鉛直方向の手前側）に向けて底板３ｅの近傍を通り、内脚４Ａに沿って上方に向けて配設されている。

また、外箱３Ａの側板３ｂと貯湯タンク２との間には、隙間ｓ１、ｓ１が形成されている。この隙間ｓ１、ｓ１にも発泡断熱材６が充填されるようになっている。ところで、貯湯タンク２が側板３ｂに直接に接していると、貯湯タンク２内の熱が外箱３Ａを通して貯湯タンクユニット１Ａの外部に逃げるおそれがある。しかし、外箱３Ａの側板３ｂと貯湯タンク２との間に隙間ｓ１を確保することで、熱の漏えいを抑制できるので、給湯器１としての効率が低下するのを抑制できる。なお、隙間ｓ１は、熱の漏洩を抑えることができる程度の最小限の距離に設定することで、貯湯タンクユニット１Ａをコンパクトに構成することが可能になる。

以上のような構成を備える貯湯タンクユニット１Ａにおいて、従来の貯湯タンクユニット１Ａは上述した通り、外装ケースを構成する外箱３Ａの前板の４隅に配置された４点の注入口を介して液状ウレタンが注入されている。このとき、液状ウレタンの発泡に基づく「合わせ目」位置は、少なくとも４筋発生することになる。このため、異なる注入口から収入された液状ウレタンが発泡、成長を開始し、この発泡したウレタンが合流する「合わせ目」には、ウレタン未充填部が発生しやすい。また、発泡進行面が互いに干渉しあうことで流動性が低下して局所的にウレタンの密度上昇を引き起こし、気泡の分布均一性が損なわれて熱伝導率が悪化する。

そこで、本実施形態においては、貯湯タンク２を収納した外箱３Ａの１つの面（ここでは前板）の中心線Ｃ１に対して対角上で同じ位置に、２点の発泡断熱材料の注入口を設置し、この２点の注入口から液状の発泡断熱材料を注入する構成とした。これによって、発泡断熱材料の発泡に基づく「合わせ目」の数が少なくなり、更に発泡断熱材の気泡の分布均一性が高くなるので、熱伝導率の悪化を抑制することができるようになる。

本実施形態になる注入口８、９は、外箱３Ａと貯湯タンク２との間に発泡断熱材６を注入する２点の注入口であり、外箱３Ａの注入口を設置する前板３aが上方を向くように載置されて発泡断熱材料が注入、発泡されるものである。２点の注入口は、発泡断熱材料の注入時に貯湯タンクの外周囲、及び外箱３Ａの内側に貼られた真空断熱材５と干渉しない位置に設けられている。更に、前板３aの長手方向の中心線Ｃ１に対して対角上で同じ位置に設けられている。尚、他の実施形態である左右対称の位置、上下対称の位置については後述する。

出湯管１３及び給湯管１４が、貯湯タンク２の中心側から外周側（図示鉛直方向の手前側）に向けて上部鏡板２ｂに沿って、正面側（配管カバー３ｓ側）に向けて延びている。また、給湯装置Ｋが浴槽に接続されているものでは、貯湯タンク２内に追焚き用の熱交換器が設置され、その熱交換器に接続される浴槽戻り管１５が貯湯タンク２の上部に接続されている。この浴槽戻り管１５も、前記出湯管１３や給湯管１４と同様に、貯湯タンク２の中心側から正面側（配管カバー３ｓ側）に向けて延びている。

図３の左下側に位置する注入口８は、貯湯タンク２、内脚４Ｂ、入水管１２および内脚４Ａのすべてから外れた位置に形成され、注入口８を介して外箱３Ａの後板３ｃ（奥）を見通すことができる位置に形成されている。換言すると、注入口８から見たときの平面視において、注入口８は、貯湯タンク２、内脚４Ｂ、入水管１２および内脚４Ａと重ならない位置に形成されている。

貯湯タンク２の上部においては、図示右側の注入口９から外箱３Ａ内を見たときに、出湯管１３及び給湯管１４が、貯湯タンク２の中心側から外周側（図示鉛直方向の手前側）に向けて上部鏡板２ｂに沿って、正面側（配管カバー３ｓ側）に向けて延びている。

図３の右上側に位置する注入口９は、貯湯タンク２、出湯管１３、給湯管１４及び浴槽戻り管１５から外れた位置に形成され、注入口９を通して外箱３Ａの後板３ｃを見通すことができる位置に形成されている。換言すると、注入口９から見たときの平面視において、注入口９は、貯湯タンク２、出湯管１３、給湯管１４および浴槽戻り管１５と重ならない位置に形成されている。

図４に示すように、注入口８を鉛直方向上向きにした状態で、注入口８から液状の発泡断熱材６が鉛直方向下方に向けて注入される。つまり、注入口８が鉛直方向の上側となり、外箱３の後板３ｃが底側となる。この注入方式により発泡断熱材６を底側から上方に向けて発泡させることができ、貯湯タンク２と外箱３Ａとの間の隙間全体に発泡断熱材６を行き渡らせることができる。尚、注入口９についても同様のことがいえる。

ところで、注入口８から発泡前の発泡断熱材６（液状のもの）を注入したときに、発泡断熱材６が外箱３Ａの後板３ｃに到達する途中で内脚４Ａ〜４Ｃなどの他の部材に接触すると、内脚４Ａ〜４Ｃ４などの他の部材において発泡が開始されることになり、他の部材の後ろ側に発泡断熱材６が行き渡らなくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、注入口８から発泡前の発泡断熱材６（液状）を鉛直方向下方に向けて注入したときに、発泡断熱材６が貯湯タンク２、内脚４Ａ〜４Ｃ、給水管１１及び入水管１２に接触することなく、外箱３Ａの後板３ｃの内壁面３ｃ１に到達するようにしている。これにより、発泡断熱材６を底側から上方に向けて発泡させることができ、貯湯タンク２と外箱３Ａとの間の隙間全体に発泡断熱材６を行き渡らせることができる。

尚、注入口９から発泡断熱材６を注入する場合においても注入口９から注入された発泡断熱材６が、貯湯タンク２、出湯管１３、給湯管１４および浴槽戻り管１５に接触することなく外箱３Ａの後板３ｃの内壁面３ｃ１に到達するようになっている。これにより、発泡断熱材６を底側から上方に向けて発泡させることができ、貯湯タンク２と外箱３Ａとの間の隙間全体に発泡断熱材６を行き渡らせることができる。

また、外箱３Ａの後板３ｃと貯湯タンク２との間には、隙間ｓ２が形成されている。この隙間ｓ２にも発泡断熱材６が充填されるようになっている。更に、外箱３Ａの前板３ａと貯湯タンク２との間にも隙間ｓ３が形成されている。このように、隙間ｓ２、ｓ３を確保することで、熱の漏洩を抑制できるので、給湯装置としての効率が低下するのを抑制できる。尚、隙間ｓ２、ｓ３は、熱の漏えいを抑えることができる程度の最小限の距離に設定することで、貯湯タンクユニット１Ａをコンパクトに構成することも可能である。

次に、液状の発泡断熱材を注入して発泡させる場合の説明を行うが、図５Ａは注入時の発泡断熱材の流れを示す図であり、図５Ｂは、注入完了後の発泡途中の状態を示す図である。

図５Ａに示すように、配管カバー３ｓ（図１参照）を取り付ける前に、貯湯タンク２を内脚４Ａ、４Ｂ、４Ｃで外箱３Ａ内に固定したものを、外箱３Ａを横倒しにして、外箱３Ａの正規の使用時の上下が水平方向、かつ、前板３ａを上向きとして注入口８、９が上向きとなる状態にする。

外箱３Ａを横倒しに載置した状態において、外箱３Ａの周囲を発泡管理治具（雇ともいう）３０で覆う（図５の二点鎖線参照）。発泡管理治具３０は、外箱３Ａの周囲全体を取り囲み、前板３ａ、側板３ｂ、３ｂ、後板３ｃ、上板３ｄ、底板３ｅのすべてを押し付ける板状の治具を備えている。そして、発泡管理治具３０の外側から、注入口８、９に対応する位置に予め形成されたノズル３１を注入口８、９に挿し込んで、注入口８、９の２点から液状の発泡断熱材６を注入する。

これにより、注入口８から注入された液状の発泡断熱材６は、貯湯タンク２、内脚４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、給水管１１、入水管１２に邪魔されることなく、底側（後板３ｃ）の内壁面３ｃ１に到達する。同様に、注入口９から注入された液状の発泡断熱材６は、貯湯タンク２や各種配管に邪魔されることなく、底側（後板３ｃ）の内壁面３ｃ１に到達する。そして、発泡断熱材６は、後板３ｃの内壁面３ｃ１に沿って広がり、内壁面３ｃ１の一面に所定の深さで広がる。尚、発泡断熱材６を注入する深さは、発泡断熱材６の発泡倍率に応じて適宜変更することができる。

その後に発泡断熱材６が発泡を開始して、図５Ｂに示すように外箱３Ａの後板３ｃ側（図示下側）から前板３ａ側（図示上側）に向けて徐々に発泡する。そして、発泡断熱材６が前板３ａの内壁面３ａ１まで発泡し、外箱３Ａと貯湯タンク２との間の隙間全体が発泡断熱材６で満たされる。ここで、発泡断熱材６の「合わせ目」は一本の筋で形成され、この筋上に発泡ガスを排出するためのガス排出孔が「合わせ目」と対向する位置の外箱３Ａに少なくとも１箇所設けられている。

このとき、発泡管理治具３０によって外箱３Ａの外面全体が抑えつけられているので、発泡断熱材６が発泡するときの発泡圧力によって外箱３Ａが膨らむ（変形する）のを防止することができる。そして、発泡断熱材６は、発泡が完了した後に硬化する。

ここで、発泡断熱材６が流動を終える箇所は最終的に１箇所に集中し、前板３ａ側（図示上側）となる。これは発泡断熱材６が底面から上へ成長する発泡体でからである。

更に、注入口８、９が２点であるため、発泡断熱材６の流動過程で生じる発泡断熱材の「合わせ目」は、従来の４点注入時に比べて少なくなるため、発泡進行面の互いの干渉による流動性の低下が抑えられ、効率よく発泡断熱材６を前板３aの中央部の最終充填部まで流動させることができる。発泡断熱材６については発泡倍率に応じて適宜変更することができる。

また、本実施形態の注入口８、９の配置位置は、対角上で同じ位置に設けられているため、注入された発泡断熱材６の量が同じであれば、夫々略同じ状態で発泡が行われるので、硬化した後の発泡断熱材６の全体的な密度の均一性を高くすることができる。つまり、気泡の分布均一性を高めることができるようになる。

尚、注入口８、９から注入される発泡断熱材料６の量を変えることも可能である。例えば、貯湯タンク２の下部側に配置された注入口８から注入される発泡断熱材料６の量に対して、貯湯タンク２の上部側に配置された注入口９から注入される発泡断熱材６の注入量の多くすることで以下の作用、効果を得ることができる。

この場合、貯湯タンク２の上部側に配置された注入口９から注入される発泡断熱材６の注入量が多いため、貯湯タンク２の下部側に配置された注入口８からの発泡断熱材６に比べて、多くの発泡断熱材６が発泡を開始して成長していくことになる。

したがって、注入口９から注入される発泡断熱材６の発泡進行面は早い時間で貯湯タンク２の下部側に向かって進行するので、注入口８からの発泡断熱材６との発泡断熱材６の「合わせ目」、或いは「最終充填部」は、貯湯タンク２の下部側に形成されることになる。このように、断熱性能が劣る「合わせ目」、或いは「最終充填部」は温度が低い貯湯タンク２の下部側に存在することになるので、高温の貯湯タンク２の上部側の断熱性能が低下するのを抑制することができるようになる。

図６は、貯湯タンクユニットの横断面図である。図６においてドット表示で示すように、発泡断熱材６は、貯湯タンク２に巻かれた真空断熱材５と外箱３Ａの内側に貼られた真空断熱材５との間に設けられている。また、貯湯タンクユニット１Ａの前部においては、外箱３Ａと該外箱３Ａに最も接近する貯湯タンク２との間に隙間ｓ３が形成され、この隙間ｓ３に発泡断熱材６が充填されている。また、貯湯タンク２の真空断熱材５が巻かれていない非重ね部５ａにも発泡断熱材６が充填されている。

また、貯湯タンクユニット１Ａ内の両側部においては、外箱３Ａとこの外箱３Ａに最も接近する真空断熱材５との間に隙間ｓ１、ｓ１が形成され、各隙間ｓ１に発泡断熱材６が充填されるようになっている。同様に、貯湯タンクユニット１Ａの後部においては、外箱３Ａと該外箱３Ａに最も接近する真空断熱材５との間に隙間ｓ２が形成され、この隙間ｓ２に発泡断熱材６が充填されている。このように、貯湯タンク２と外箱３Ａとの間に隙間ｓ３、および真空断熱材５と外箱３Ａとの間に隙間ｓ１、ｓ１、ｓ２を形成することにより、貯湯タンク２内の熱が、真空断熱材５を通って外箱３Ａの外部に漏洩するのを抑制することができる。

また、注入後に発泡させる発泡断熱材６を使用することにより、真空断熱材５では埋めることのできない隙間ｓ１、ｓ２、ｓ３、上部鏡板２ｂ、下部鏡板２ｃの周囲の隙間を発泡断熱材６により埋めることができる。これにより、断熱性能の向上を図ることができる。

本実施形態では、発泡断熱材の発泡進行面の干渉による流動抵抗を低減でき、円滑に最終充填部まで発泡断熱材を充填することができるため、発泡断熱材を低密度、すなわち密度分布の標準編差を低減できる。従来製品おいての発泡断熱材の密度分布の標準編差を１．０としたとき、本実施形態においては０．７であり、発泡断熱材の密度分布が改善されていた。

このように、本実施形態によれば、貯湯タンクを収納した外箱の１つの面（前板）の中心線に対して対角上で同じ位置に、２点の発泡断熱材料の注入口を設置し、この２点の注入口から液状の発泡断熱材料を注入する構成とした。これによって、発泡断熱材料の発泡に基づく「合わせ目」の数が少なくなり、更に発泡断熱材の気泡の分布均一性が高くなるので、熱伝導率の悪化を抑制することができるようになる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、注入口８と、注入口９の配置位置を変更した点で実施例１と異なっている。

第２の実施形態になる図７においては、外箱３Ａの注入口８、９を設置する前板３ａが上方を向くように貯湯タンクユニットを載置した状態において、発泡断熱材６の注入口８、９は、前板３ａの長手方向に沿った中心線Ｃ１に対して左右対称の位置に配置されており、２点の注入口８、９は、発泡断熱材６の注入時に貯湯タンク２の周囲、及び外箱３Ａの内側に貼られた真空断熱材５と干渉しない位置に設けられている。

このように、前板３ａの長手方向に沿った中心線Ｃ１に対して左右対称の位置に注入口８、９を設けた場合であっても、注入された発泡断熱材６の量が同じであれば、夫々略同じ状態で発泡が行われるので、硬化した後の発泡断熱材６の全体的な密度の均一性を高くすることができる。つまり、気泡の分布均一性を高めることができるようになる。

本実施形態になる貯湯タンクユニットにおいて、従来製品との密度分布の標準編差を比較すると、従来製品では１.０であったのに対し、本実施形態においては０．８であり、発泡断熱材の密度分布が改善されていた。

一方、発泡断熱材６の注入口８、９を前板３ａの長手方向に沿った中心線Ｃ１に対して左右で非対称の位置に配置されものでは、密度分布の標準編差を比較すると、従来製品に比べて１．１となり発泡断熱材６の密度分布が悪化した。これは注入口８、９が左右対称でないため、密度分布のバランスが悪くなったことに起因していると考えられる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態でも、注入口８と、注入口９の配置位置を変更した点で実施例１と異なっている。

第３の実施形態になる図８においては、外箱３Ａの注入口を設置する前板３ａが上方を向くように貯湯タンクユニットを載置した状態において、発泡断熱材６の注入口８、９は前板３aの短手方向に沿った中心線Ｃ２に対して上下対称の位置に配置されており、この２点の注入口８、９は、発泡断熱材６の注入時に貯湯タンクの周囲、及び外箱３Ａの内側に貼られた真空断熱材５と干渉しない位置に設けられている。

このように、前板３ａの短手方向に沿った中心線Ｃ２に対して上下対称の位置に注入口８、９を設けた場合であっても、注入された発泡断熱材６の量が同じであれば、夫々略同じ状態で発泡が行われるので、硬化した後の発泡断熱材６の全体的な密度（気泡の存在する割合）の均一性を高くすることができる。つまり、気泡の分布均一性を高めることができるようになる。

本実施形態になる貯湯タンクユニットにおいて、従来製品との密度分布の標準編差を比較すると、従来製品では１.０であったのに対し、本実施形態においては０．８であり、発泡断熱材の密度分布が改善されていた。

一方、発泡断熱材６の注入口８、９を前板３aの短手方向に沿った中心線Ｃ２に対して上下で非対称の位置に配置されものでは、密度分布の標準編差を比較すると、従来製品に比べて１．１となり発泡断熱材６の密度分布が悪化した。これは注入口８、９が上下対称でないため、密度分布のバランスが悪くなったことに起因していると考えられる。

尚、上述した実施形態１〜３においては、外箱３Ａの前板３ａに２点の注入口を設けているが、側板３ｂ或いは後板３ｃにも同様に、同じ条件で２点の注入口を設けることも可能である。

以上述べた通り、本発明によれば、貯湯タンクを収納した外箱の１つの面の中心線に対して、上下対称の位置、或いは左右対称の位置、或いは対角上で同じ位置に、２点の発泡断熱材料の注入口を設置し、この２点の注入口から液状の発泡断熱材料を注入する構成とした。

これによれば、発泡断熱材料の発泡に基づく「合わせ目」の数が少なくなり、更に発泡断熱材の気泡の分布均一性が高くなるので、熱伝導率の悪化を抑制することができるようになる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１Ａ…貯湯タンクユニット、２…貯湯タンク、３Ａ…外箱、３ａ…前板、３ｂ…側板、３ｃ…後板、３ｄ…上板、３ｅ…底板、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ…内脚、８、９…注入口、３ｓ…配管カバー、５…真空断熱材、６…発泡断熱材、１１…給水管、１２…入水管、１３…出湯管、１４…給湯管、１５…浴槽戻り管。

Claims (1)

1. 貯湯タンクと、前記貯湯タンクを収容する外箱と、前記貯湯タンクの下部に接続され水道水を導入する給水管と、前記貯湯タンクの下部に接続され前記貯湯タンク内の水をヒートポンプユニットに導入する入水管と、前記貯湯タンクの上部に接続され前記ヒートポンプユニットからの加熱された水を導入する出湯管と、前記貯湯タンクの上部に接続されて給湯端末から出湯するために前記貯湯タンクの上部の湯を取り出す給湯管と、前記貯湯タンクの下部に配置された３本の内脚とを備えた貯湯タンクユニットにおいて、
   前記外箱の下部に設けられた発泡断熱材を注入する下部側注入口であって、前記下部側注入口は、前記発泡断熱材を注入する時の注入方向に直交する平面から注入方向を見た平面視において、前記貯湯タンク、前記給水管、前記入水管、前記内脚と重ならない位置に設けられ、
   前記外箱の上部に設けられた前記発泡断熱材を注入する上部側注入口であって、前記上部側注入口は、前記発泡断熱材を注入する時の注入方向に直交する平面から注入方向を見た平面視において、前記貯湯タンク、前記出湯管、前記給湯管と重ならない位置に設けられ、
   更に前記平面視において、前記上部側注入口は、上下方向に延びる前記外箱の中心線よりも左右方向の一方側にあり、前記下部側注入口は、上下方向に延びる前記外箱の中心線の左右方向の他方側にあり、前記上部側注入口と前記下部側注入口がともに前記外箱の同じ面に形成され、
   前記下部側注入口及び前記上部側注入口が上方を向くようにした状態で前記発泡断熱材を注入する際に、前記下部側注入口から注入される前記発泡断熱材の量に対して、前記上部側注入口から注入される前記発泡断熱材の注入量を多くした貯湯タンクユニット。

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